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来!教你构建本土化的“STEM课程”

近年来,我国上海、北京、江苏等地有不少专业研究机构和学校,开始引进和借鉴国外一些课程资源实践STEM教育,但无论是从理论层面还是实践层面均缺乏本土化元素。要想STEM教育真正落地学校,要从学校、学生和教师实际出发,对课程资源进行优化和重组,构建本土化的“STEM课程”。那么具体该如何构建本土化的“STEM课程”呢?

笔者也没有肯定的答案,但在经过多年的本土化STEM教育实践中,也有了些许经验和自己的思索,姑妄一谈。

课时的安排

       由于STEM教育的整合性,STEM教育的实施必然不是单一的、游离于学校课程体系之外的分支,而应属于学校课程体系的一部分,与各学科课程相互融合。因而,STEM教育视野下的项目研究课程,即本土化“STEM课程”,作为学科课程之外的综合课程,要实现其教学效益的提升,不至于被“活动化”,就需要有专门的课时安排,排进课表。否则,项目课程往往就会被学科课程霸占,逐渐沦为可有可无的弱势课程、边缘课程,从而失去项目课程设计的意义。

  而由于项目研究课程的综合性决定了它是各学科知识与技能的综合运用,如果按照常规课时安排——40分钟,将很难产生实践活动的效益,所以在课时安排上还须把握两个基本原则:分散与集中相结合,长短课时相结合。课时集中有利于学生展开活动,例如,在方案的制定与修改、小组的组成与分工、工具的使用与改进、成果的梳理与展评等方面,如果仅仅局限于40分钟,那么将很难保证活动的持续性。因此,本土化的“STEM课程”的课时设置最好是大课时,一般以60分钟为宜。学校可根据实际情况,将综合实践活动、地方课程进行资源的整合。

STEM课程下,由学生设计制作的能按摩的帽子

课题的确定

       诺贝尔物理学奖获得者伊西多·拉比说,大部分母亲在孩子放学回家后都会问一句:你今天学到什么了吗?但他的母亲当年问的却是:拉比,你今天有没有提出一个好问题。而对于学校而言,就是学校有没有提供一个有效的载体,让学生能够综合运用所学的知识和技能来解惑,解决真实世界中的实际问题。这个载体就是项目,即课题。项目来源于哪里呢?这是值得思考的问题。

  按照杜威的“教育即生活”的论断,项目的本源应该来源于生活,来源于学生生活中的小问题、真问题。比如,三年级的孩子在观察蜗牛时发现蜗牛没有足,孩子们就提出了疑问:没有足的蜗牛是靠什么运动的?基于这一问题,教师就可以引导学生生成“观察蜗牛”的研究课题,研究蜗牛的足有什么特点?蜗牛爱吃什么?蜗牛喜欢什么样的环境?蜗牛的触角有什么作用?等等。这些问题都可成为孩子研究的项目。

学生在教师的指导下制作太阳能小车

  当然,不是孩子的所有问题都可以作为项目开发课程的。要知道,好奇心是孩子的天性。“为什么天空是蓝的?”“为什么秋天到了树叶就会变黄?”“为什么冬青的叶子冬天不落下呢?”这些问不完的“为什么”是很难有研究价值的。教师需要做的是将这些“不可能”转化为“可能”,将“为什么”的问题转化为“是什么?怎么样?与哪些因素有关?”

  举个例子,孩子在玩吹泡泡的游戏时产生了疑问:为什么有的泡泡大,有的泡泡小呢?这时候教师就可以换个思路,引导孩子将问题进行转化:泡泡的大小与哪些因素有关呢?或者怎样能使我吹出的泡泡更大呢?这样的问题转化,会使学生的思维方式逐渐得到转变。遇到问题时,学生就不会简单地提出“为什么……”,而是经过自己的思考将问题转化为可以研究的问题。

具体的实施

       有了具有研究价值的问题,教师还要精致设计项目的研究过程。

  要想启动一个研究项目,第一步并不是制定方案,而是要引导孩子分析项目的研究内容,进行初步的研究设计,进而明确我们需要研究什么。这个时候,思维导图就会帮助教师和学生厘清项目的研究脉络,这是比制定研究方案更为重要的。例如,我们的指导教师在指导学生开展“校园植物探秘”这一项目的研究时,就制定了一幅一级思维导图,来确定要研究的大主题:开辟植物种植园,研究影响植物生长的因素、给植物建档案、给植物做名片、制作叶贴画、搜集有关植物的诗歌。

“校园植物探秘”项目研究一级思维导图

  一级思维导图呈现给学生的只是研究的大概内容,教师还要引导学生设计二级导图,精确每一项的研究内容。例如研究影响植物生长的因素,引导学生将问题进行细化和分解:植物是在夜间生长快还是白天生长快?植物的生长与色光有关系吗?为什么冬天不给小麦罩上塑料大棚?……有了具体的的问题,接下来师生便可共同讨论并制定解决问题的思路和办法了,也就是进入三级导图绘制阶段。

  这样清晰的研究思路,不仅让教师在指导项目研究的过程中有条不紊,对于提高项目研究的质量也是一个有效的支撑。在确定了研究的对象后,就要通过研究一系列的新问题来聚焦它。这里,我们可以借助这样一系列的问题模型:什么是我的研究对象?我们需要改变什么?我们需要控制什么?我们需要什么技能?我们需要什么知识和工具?为这些新问题寻找答案的过程就能帮助学生接近最终要进行的研究工作。

用问题来聚焦研究工作

  如何使项目研究更有实效?这里的关键就在教师的有效指导。教师需要根据学生在分小组研究过程中遇到的困难进行针对性、个别化的指导。例如,学生在测量白杨树的高度时不知道怎样测量,教师可以指导学生利用测量影子的长度间接测量树的高度;学生在制作叶贴画的时候纠结于用哪种胶粘贴效果最好,教师就可以指导学生开展关于“哪种胶效果好”的比较研究;学生不会吟诵关于植物的古诗,教师可以与音乐教师一起指导学生吟诵;学生不会利用电脑搜集和整理信息,教师便可以与信息技术教师合作进行指导。这样的指导告别了“大一统”的课堂模式,让指导更有针对性,更有实效。

用石膏做脸谱,这个尝试很大胆

多元的评价

  作为学校课程的一部分,评价往往是决定其实施效益的重要支撑。对于本土化的“STEM课程”的评价,需要一种多元的评价方式,才能从根本上激发师生的兴趣。如何使一个项目的研究有持续性?如何使项目研究的成果最大范围地公开化?最好的方式就是进行成果的推介和展评。

  在这个阶段,教师首先要做的是指导学生整理自己的研究成果。对于一个项目而言,哪些是真正意义上的成果,哪些内容应该在有限的时间内向全体同学展示,应该选择怎样的形式进行展示等等,都需要教师予以指导。例如,学生可以借助PPT进行成果的展示。此时,教师的主要作用就是要引发学生之间的互动,也就是“成果答辩”,单向的成果报告是没有意义的,要激发听众对成果的质疑和评价,这样,项目才有持续研究的可能。

  当然,STEM教育要想在学校真正落地,还有一个重要的元素,那就是教师。如果教师总是让学生视教材为某种神圣的权威,把书中的知识过分静态化、凝固化,而不是把学生引向认识的进程之中,这样在学生与教材之间就预设了一道无形的屏障,从而出现交往的阻隔。

本文选自《当代教育家》杂志2018 02期 上旬刊

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